徐博1 薛钧1 周丽楠1 董宏达2 魏如振1
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摘要：随着新技术和设备在金属冶炼行业的快速应用，金属冶炼效率和质量都有了一定提高，对于环境的污染程度也得到了更好的控制，能源利用率也变得更好。但是随着我国工业进程的加速，对于金属的需要量也变得越来越大，在此情形下，冶金工业纷纷扩大了生产规模，但是能源动力供应问题也变得越发凸显。
关键词：金属冶炼；能源动力；供应
引言
金属冶炼需要能源动力作为支撑，如果能源动力供应得不到保障，金属冶炼就不可能顺利完成。当前我国金属冶炼引进了很多新技术，冶金生产规模也得到了发展，再加上环保要求变得更加严格，从而导致能源动力供应变得越发重要。
一、合理设计能源动力供给方案
（一）根据冶炼工艺特点确定能源供应规模
冶炼工艺不同对于能源动力的需求也会出现差异，如，要求持续生产的工艺对于热力供应有着很高的要求，能源动力供应必须要保持稳定性，但是需要确保负荷使用系数的合理性，为了防止备用系数太高，就要选择合适的能源供应规模，这样初期投资也会比较少。进行金属冶炼时为了确保热力供应的持续性往往会配置5个煤气发生炉，其中4个是需要使用的，还有1个是备用的。负荷使用系数需要控制在合理范围内，并根据具体工程需要选择冶炼工艺和煤气站规模。
（二）根据冶炼生产周期设计能源利用计划
冶炼生产周期的不同也会对能源利用造成影响，所以需要根据冶炼生产周期设计能源利用计划。例如，某项铜冶炼项目计划安排了一台底吹余热锅炉，为了更有效地利用余热为冶炼生产过程提供助力，还安排了一台蒸汽经蓄热器，当余热锅炉没有热力供应时由其进行热力供应，从而确保热力供应的稳定性，这样汽轮机机组就可以稳定运行。再如，某项铅冶炼项目安排了三台余热锅炉，分别是底吹炉、侧吹炉和烟化炉，前两种余热锅炉都能实现稳定运行，但是最后一种余热锅炉却存在很大的不稳定性，为此相关工作人员计划将三台余热锅炉和饱和蒸汽汽轮机的热能都转化为电能，直接为冶炼生产提供电能供应，这样侧吹炉余热锅炉具有的不稳定缺陷就不会造成太大的影响，汽机也能稳定运行。
（三）在充分考虑经济效益的基础上确定能源种类和供应方式
能源价格也是冶炼企业重点关注的内容，所以进行能源供应方式确定时也要充分考虑经济效益，以免给企业带来太大的经济压力。下面就来介绍一下能源供应方式的选择标准：一、最适合氧化铝冶炼项目的经济性燃料是自制煤气，至于硬质冶金可以采用价格更高的天然气作为燃料；二、如果想要采用余热蒸汽发电的方式进行能源供应，最合适的能源供应方式就是汽机抽汽，还有一种就是背压供热；三、对于中小规模冶炼项目最经济的能源供应方式就是变压吸附供氧，对于大中规模冶炼项目最经济的能源供应方式是深冷制氧。
二、自建能源动力供应站分析
（一）利用余热进行发电或供热
进行金属冶炼时会出现大量余热，如果可以对这些余热进行有效回收就可以节省很大能源。例如，进行硫化矿冶炼时产生的金属余热就可以满足冶炼需要。采用火法进行金属冶炼时产生的余热就可以满足企业用热需要，如果还有剩余还可以用来发电。余热锅炉可以将高温废气转化为热力进行发电或供热，可以取得很好的经济效益，还可以实现节能环保的目的。可以用来发电的余热一般有两种情况，一种是热量饱和情况，一种是热量过热情况。
（二）采用热电联产能源供应方式
将热电联合起来利用可以将能源利用率上升到85%左右，这样既可以节约能源，还可以促使供热质量得到增强，电力供应也能变得更好。在金属冶炼中火法冶炼产生的余热就可以满足企业供热，但是有些金属冶炼需要很高的热量，如，氧化铝冶炼就需要很高的热量，这时就可以采用热电联产的能源供应方式。
（三）煤气站
煤炭气化技术经过多年发展已经比较成熟，而且研发出了很多种类的煤气化炉，在金属冶炼中最为常用的煤炭气化技术主要有三种，分别是流化床、固定床和气流床，我国最为常用的第二种，因为这种煤炭气化法不需要很高的投资，运用也比较灵活，建设工期也不长，操作技术比较简单，所以在我国有着广泛的应用市场。但是单段炉具有一些缺陷，如，产气量比较低、必须使用优质块煤等，所以现在很多大型煤气站使用的都是两段炉，还有的煤气站使用的是环保型煤气炉。现在新研发出来的流化床煤气发生炉不仅传热性更好，对于煤种也没有严格要求，而且床层温度没有太大差距、单位容积生产能力也变得更好，对于大型冶炼项目也可以很好地提供能源供应，还可以实现炉内脱硫，这无疑可以很好地解决固定床煤气发生炉存在的很多缺陷，使用廉价媒就可以获得煤气。当前，我国已经掌握了新型流化床煤气发生炉制作方法，现在很多冶炼企业都应用了这种流化床气化技术，很多金属冶炼企业也要积极建设新型煤气炉。
（四）氧气站
随着环保节能理念越来越深入人心，金属冶炼也越来越重视节能环保问题。纯氧和富氧冶炼技术可以有效减少废气排放，能源利用率也比较好，为此就要积极建设能够提供氧气能源供应的氧气站。空气分类制取氧气工艺是金属冶炼中最为常用的一种制氧技术，根据分离方法的不同可以将该技术可以分为冷冻分离和非冷冻分离两种。我国比较常用的制氧技术主要有两种，分别是深冷空分制氧技术和VPSA，如果冶炼项目没有很高的富氧要求，而且规模也比较小就可以采用VPSA，如果对于富氧要求比较高，而且需要的氧气量比较大则需要采用深冷空分制氧技术。
（五）充分利用新能源
新能源指的是环保、可持续使用的能源，如，风能、太阳能等，这些新能源有着很大的开发潜力，对于环境保护也能起到很大的助力。将其应用到金属冶炼当中，既可以实现能源的高效利用，还可以缓解环境污染现状。如，可以在建筑物表面布置太阳能光热系统，还可以采用冷热电三联供电方式作为能源供应方式，从而可以有效提高能源利用率。
结语
金属冶炼是我国重要的支柱产业，同时也是一个对能源有着很大需求的产业。为了确保金属冶炼的顺利、平稳进行，就要做好能源动力供应工作，而且合理的能源动力供给方案还可以实现节能环保的目的，所以，需要积极研究更经济环保的能源动力供应方式，并采用自建能源动力供应站的方式为金属冶炼行业的发展奠定良好基础。
参考文献
[1]刘志文.重要有色金属冶炼废渣的特征及处理技术[J].世界有色金属,2020(02):6+9.
[2]陈如.自动化控制技术在金属冶炼与火电工业中的应用[J].世界有色金属,2019(20):26+28.